JPS6367597A - 使用済燃料集合体の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は、１次冷却材としてナトリウム等の液体金属
を使用する高速増殖炉の使用済燃料集合体を対象とした
使用済燃料集合体の洗浄方法に関する。

【従来技術とその問題点】

周知のように頭記した原子炉から取出した使用済燃料集
合体は、燃料貯蔵プール内に保管する前段階の工程で燃
料集合体に付着しているナトリウム等の液体金属を洗浄
することが一般に行われている。 この場合の使用済燃料集合体の洗浄法として、従来より
使用済燃料集合体を洗浄槽内に収容した状態で使用済燃
料集合体に蒸気を含む湿潤ガスを吹付け、さらに水で洗
浄した後に、燃料集合体を温風等で乾燥させる蒸気−水
洗浄法が知られている。しかしてかかる蒸気−水洗浄法
は１本の使用済燃料集合体の洗浄に１．５時間にも及ぶ
長時間を要する他、さらに洗浄に伴って使用済燃料集合
体１本当たりで約１．５トンにも及ぶ放射性クラッド。 放射性腐食生成物等を含む多量の放射性洗浄廃液が発生
するために、廃液処理系設備の大形化、および放射能汚
染の増加などの廃棄物処理上での厄介な問題がある。 一方、前記した従来の蒸気−水洗浄方式の難点を解消し
、放射性廃液の発生を伴わずに使用済燃料集合体に付着
している液体金属を排除する洗浄方式として、まず使用
済燃料集合体をナトリウム等の液体金属の溶融温度以上
の温度まで予熱昇温し、この予熱済みの使用済燃料集合
体を洗浄槽内に収容した状態で洗浄槽内の雰囲気を前記
の予熱温度に対する液体金属の飽和蒸気圧以下に減圧さ
せることにより、燃料集合体に付着している液体金属を
蒸発させて排除するようにした乾式減圧洗浄方法が提唱
されている。かかる乾式減圧洗浄方法によれば洗浄過程
で蒸気、水等を使用しないので洗浄に伴う放射性廃液の
発生が無く、僅かな量の排ガスを処理するだけで使用済
燃料集合体を効果的に洗浄することが可能となる。 次に１次冷却材としてナトリウムを使用した高速増殖炉
の使用済燃料集合体を対象とする前記乾式減圧洗浄方式
の概要を第２図により説明する。 図においてｌは頂部にドアバルブ２を装備した洗浄槽、
３が洗浄槽内に収容された使用済燃料集合体であり、こ
こで前記洗浄槽１に対しては、ブロア４．ガス加熱器５
．ガス冷却器６．ベーパトラップ７等を具備して洗浄槽
１との間に接続配管したガス循環ライン８、および該ガ
ス循環ライン８に接続された例えばアルゴンガスの不活
性ガス源９を含めた使用済燃料集合体の予熱手段と、洗
浄槽１より真空タンク１０．真空ポンプ１１．ベーパト
ラップ１２等を経て気体廃棄物処理系１３に通じる減圧
排気ライン１４として成る減圧手段が装備されている。 さらに洗浄槽１および真空タンク１０にはその底部より
引出して、ナトリウムのドレンタンク１５、　ナトリウ
ム送液ポンプ１６を経てナトリウム回収系１７に通じる
ナトリウムドレンライン１８が接続配管されている。な
お１９〜２９は前記したガス循環ライン、減圧排気ライ
ン、ドレンラインの系内に介挿した開閉バルブである。 次に上記構成による使用済燃料集合体の洗浄操作の手順
に付いて説明する。まず原子炉より取り出した使用済燃
料集合体３をドアバルブ２を通じて洗浄槽１内に収容す
る。ここでバルブ１９〜２１を開放し、不活性ガス源９
より所定量のアルゴンガスを系内に導入し、さらにブロ
ア４．ガス加熱器５を始動して加熱されたガスを洗浄槽
１内に循環送流し、崩壊熱を発生する燃料ピン、および
燃料ピン以外の非発熱部を含む使用済燃料集合体３の全
長域をナトリウムの溶融温度以上の所定の予熱温度（好
ましくは４５０〜５５０℃程度）まで加熱昇温させる。 またこの予熱工程の過程で使用済燃料集合体３の温度、
特に崩壊熱を発生する燃料ピンの表面温度が許容温度ま
で達するようになった場合には、一時的にガス循環ライ
ン８のガス冷却器６を始動して循環ガス温度を下げ、使
用済燃料集合体３を所定の予熱温度に維持させるように
温度調節を行う、一方、この予熱工程を行っている期間
にバルブ２２．２３を閉じたまま真空ポンプｌ’ｌを始
動して真空タンクｌＯを減圧して置く。 ここで前記した予熱工程により使用済燃料集合体３が所
定の予熱温度に到達した時点でブロア４゜ガス加熱器５
を停止し、かつバルブ１９．２０を閉じ、しかる後にま
ず真空タンク１ｏに通じるバルブ２２を開放して洗浄槽
１の内部を急激に減圧させる。続いてバルブ２２を閉じ
て真空タンク１０との間を切離した後に、バルブ２３を
開放して真空ポンプ１１により洗浄槽ｌ内をさらに真空
引きし、洗浄槽内の内圧がその温度に対するナトリウム
飽和蒸気圧以下。 例えば４〜１０Ｔｏｒｒ程度となるように減圧排気させ
る。これにより使用済燃料集合体３の表面、内部に付着
したいたナトリウムは蒸発促進され、ナトリウム蒸気、
ミストの形で使用済燃料集合体３より洗浄除去されるよ
うになる。なおこの過程で生じたナトリウム蒸気、ミス
トは大半が洗浄槽１゜および真空タンク１０の内部に移
行して付着し、残りの浮遊蒸気、ミストは排ガスに同伴
して減圧排気ライン１４中のペーパートラップ１２に吸
着除去され、洗浄槽１の内容積に見合う量の排ガスのみ
が気体廃棄物処理系１３に送出されて処理される。 なお上記の洗浄操作を必要により数回繰り返して行い、
使用済燃料集合体３を充分に洗浄して一連の洗浄工程が
終了する。また前記の洗浄に伴って洗浄槽ｌ、真空タン
ク１０に蒸着したナトリウムは、洗浄槽、真空タンクに
装備した図示されてない加熱ヒータ、および使用済燃料
集合体自”身の崩壊発熱により加熱してナトリウムを溶
融□させた上で、バルブ２６．２７を開放してナトリウ
ムをドレンタンク１５へ排出し、ここからナトリウム送
液ポンプ１６によりナトリウム回収系１７に送出して回
収する。 ところで上記した乾式減圧洗浄方法では、減圧工程の際
に使用済燃料集合体３の表面より蒸発したナトリウム蒸
気、ミストを排除するための輸送を主として燃料集合体
周辺における蒸気の濃度勾配によって行うようにしてい
る。一方、多数本の燃料ビンをラッパ管内に密に並べて
収容した構造の燃料集合体ではラッパ管内の隙間が非常
に狭いことから、前記の洗浄方法のままでは減圧゛工程
で蒸発したナトリウム蒸気、ミストをラッパ管内から外
部へ排除することが困難であり、この結果として高い洗
浄効果が得られない。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した乾式減圧洗浄方式を改良することにより、減圧工
程で蒸発したラッパ管内部の液体金属藩気、ミストを容
易に管外へ排除させて高い洗浄効果が得られるようにし
た使用済燃料集合体の洗浄方法を提供することを目的と
する。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は完配した乾式減
圧洗浄方式に対し、洗浄槽内に収容した使用済燃料集合
体に向けて加熱した不活性ガスを強制的に通風する通風
手段を追加し、減圧工程の後に前記の通風手段により使
用済燃料集合体へ加熱した不活性ガスを強制的に通風さ
せることにより燃料集合体のラッパ管内に停滞している
液体金属蒲気、ミストを短時間の内にラッパ管外へ強制
排除させるようにしたものである。

【発明の実施例】

（実施例１） 第１図で示した洗浄設備において、予熱手段としてのガ
ス循環ライン８はそのままこの発明による加熱不活性ガ
スの通風手段を兼ねている。ここで使用済燃料集合体の
洗浄時に先述と同様な操作で予熱工程、減圧工程が行わ
れると、次に通風工程に移りバルブ２２．２３を閉じて
洗浄槽１と減圧排気ライン１４との間を切離した状態で
再度バルブ１９゜２０を開放して洗浄槽ｌとガス循環ラ
イン８との間を連通させ、この状態でブロア４およびガ
ス加熱器５を始動して加熱された不活性ガスを洗浄槽ｌ
内に収容されている使用済燃料集合体３へ向けて強制通
風する。これにより前段の予熱、減圧工程で使用済燃料
集合体３より蒸発したナトリウム蒸気、ミスト、特に減
圧工程で排除し切れない燃料集合体のラッパ管内部の狭
い隙間に停滞しているナトリウム蒸気、ミストが強制的
にラッパ管外へ排除されることになる、同時に洗浄時間
も大幅に短縮することができるようになる。 （実施例２） 第２図は第１図と異なる実施例を示すものであり、この
実施例では使用済燃料集合体３の予熱手段が例えば洗浄
槽ｌと別置した加熱装置３０として構成されており、原
子炉から取り出された使用済燃料集合体３は洗浄槽１に
収容する以前の段階で前記の加熱装置３０で所定温度ま
で予熱し、しかる後に洗浄槽１内に収容される。一方、
洗浄槽１に対しては、加熱不活性ガス通風手段として不
活性ガス源９と洗浄槽１との間にガス蓄圧器３１．加熱
ヒータ３２．開閉パルプ３３を介して加熱不活性ガス通
風ライン３４が接続配管されている。 かかる構成で、ガス蓄圧器３１には不活性ガスが蓄えら
れ、かつ加熱し−タ３２により所定温度に加熱昇温され
ている。一方、使用済燃料集合体の洗浄時には、予熱済
みの使用済燃料集合体３を洗浄槽ｌ内に収容した状態で
減圧排気ライン１４により洗浄槽１内を減圧操作した後
に、バルブ３３を開放して蓄圧器３１より加熱された不
活性ガスを通風ライン３４を通じて洗浄槽１内の使用済
燃料集合体３に向けて強制通風する。これにより完配の
実施例１と同様に燃料集合体内部に停滞しているナトリ
ウム蒸気、ミストをラッパ管の内部から強制排除するこ
とができるようになる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、使用済燃料集合体
を収容する洗浄槽と、該洗浄槽内に収容する使用済燃料
集合体を昇温する予熱手段と、洗浄槽内を減圧排気する
減圧手段と、および洗浄槽内に収容した使用済燃料集合
体へ向けて加熱した不活性ガスを強制通風する通風手段
とを備え、予熱手段により使用済燃料集合体を所定温度
まで昇温する予熱工程と、予熱済みの使用済燃料集合体
を洗浄槽内に収容した状態で減圧手段により洗浄槽内を
減圧する減圧工程と、減圧工程の後に通風手段により加
熱した不活性ガスを使用済燃料集合体へ強制的に通風す
る通風工程とを経て、燃料集合体に付着している液体金
属を蒸発、排除させることにより、使用済燃料集合体に
付着しているナトリウム等の液体金属、特に燃料集合体
のラッパ管内部の狭い隙間に付着している液体金属を効
果的に排除して洗浄効率の向上、洗浄時間のより一層の
短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の洗浄方法を実施する
ための異なる実施例を示す洗浄設備の系読図である。各
図において、 １：洗浄槽、３：使用済燃料集合体、４ニブロア、５：
ガス加熱器、８：予熱手段１通風手段を兼用した加熱不
活性ガスの循環ライン、９：不活性ガス源、１４：減圧
排気ライン、１８：ナトリウムドレンライン、３１：ガ
ス蓄圧器、３２：ガス加熱器、３４；加熱不活性ガス通
風ライン。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ナトリウム等の液体金属を１次冷却材とする原子炉
   の使用済燃料集合体の洗浄方法であって、使用済燃料集
   合体を収容する洗浄槽と、該洗浄槽内に収容する使用済
   燃料集合体を昇温する予熱手段と、洗浄槽内を減圧排気
   する減圧手段と、および洗浄槽内に収容した使用済燃料
   集合体へ向けて加熱した不活性ガスを強制通風する通風
   手段とを備え、予熱手段により使用済燃料集合体を所定
   温度まで昇温する予熱工程と、予熱済みの使用済燃料集
   合体を洗浄槽内に収容した状態で減圧手段により洗浄槽
   内を減圧する減圧工程と、減圧工程の後に通風手段によ
   り加熱した不活性ガスを使用済燃料集合体へ強制的に通
   風する通風工程とを経て、燃料集合体に付着している液
   体金属を蒸発、排除させて洗浄することを特徴とする使
   用済燃料集合体の洗浄方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の洗浄方法において、加
   熱不活性ガスの通風手段がブロア、ガス加熱器等を具備
   して洗浄槽に接続し、不活性ガス源から供給されたガス
   を加熱して洗浄槽内との間で循環通流させるガス循環ラ
   インであることを特徴とする使用済燃料集合体の洗浄方
   法。 ３）特許請求の範囲第２項記載の洗浄方法において、加
   熱不活性ガス通風手段としてのガス循環ラインが使用済
   燃料集合体の予熱手段を兼用していることを特徴とする
   使用済燃料集合体の洗浄方法。 ４）特許請求の範囲第１項記載の洗浄方法において、加
   熱不活性ガス通風手段がガス蓄圧器、ガス加熱器等を介
   して不活性ガス源と洗浄槽との間に接続配管された通風
   ラインであることを特徴とする使用済燃料集合体の洗浄
   方法。